Con una scoperta rivoluzionaria, un team internazionale di scienziati guidati da ricercatori dell’Okinawa Institute of Science and Technology (OIST), dell’Università di Chicago e dell’Università della California, Berkeley, ha finalmente risolto un enigma di vecchia data nel campo della biologia evoluzionistica. . Il team è riuscito a collegare quantitativamente le disposizioni geometriche dei tessuti negli organismi, la cosiddetta architettura dei tessuti, alle regole genetiche e di sviluppo sottostanti durante l’evoluzione della vita. Lo studio segna una pietra miliare significativa nella comprensione del ruolo dei meccanismi di sviluppo nel plasmare la diversità e la complessità della vita sulla Terra.

L'architettura tissutale si riferisce all'organizzazione spaziale delle cellule nei tessuti e svolge ruoli fondamentali in vari processi, dalla funzione tissutale e l'omeostasi allo sviluppo embrionale. Nonostante la sua importanza, gli scienziati non sono stati in grado di sviluppare una comprensione completa di come nascono le complessità dell’architettura dei tessuti. Ciò è dovuto principalmente alle difficoltà nel chiarire il legame tra l’informazione genetica trasportata all’interno degli organismi, che specifica le regole dello sviluppo, e gli intricati modelli geometrici dei tessuti completamente formati.

Lo studio rivoluzionario pubblicato sulla rinomata rivista eLife ha impiegato una potente combinazione di approcci sperimentali e teorici, utilizzando sistemi modello come il moscerino della frutta Drosophila melanogaster. Il team ha identificato i geni chiave che regolano la dimensione, la forma e la disposizione delle cellule durante lo sviluppo. Caratterizzando attentamente le architetture dei tessuti nelle mosche mutanti in cui geni specifici venivano interrotti, i ricercatori hanno stabilito una connessione diretta tra alterazioni genetiche, processi di sviluppo e modelli finali osservati nei tessuti.

Il team è stato sorpreso di scoprire che cambiamenti relativamente minori nei programmi di sviluppo possono portare a geometrie sorprendentemente diverse e complesse nei tessuti. Questi cambiamenti non solo influenzano direttamente la funzione dei tessuti, ma possono anche avere un impatto significativo sulla forma complessiva e sulla robustezza degli organismi, dimostrando come piccoli cambiamenti genetici possano portare a trasformazioni evolutive e diversità biologica su larga scala.

"I nostri risultati sottolineano la profonda influenza dei meccanismi di sviluppo nel modellare le geometrie della vita", spiega il professor Ko, uno dei ricercatori principali dello studio. "Noi dimostriamo che la trasformazione evolutiva delle architetture dei tessuti va oltre i semplici cambiamenti nelle dimensioni o nella disposizione dei tessuti. Si trova invece nell'intricata interazione di fattori genetici e processi di sviluppo che alla fine producono la spettacolare varietà di forme di tessuti e organi nel mondo vivente. "

Questa svolta apre nuove strade per il progresso della biologia evoluzionistica e della ricerca sullo sviluppo, promettendo di far luce sui processi fondamentali che hanno guidato la diversificazione delle forme e delle funzioni della vita nel corso della storia dell’evoluzione.